仿生学在工业设计中的应用

仿生学在工业设计中的应用

摘要:仿生学一直在工业设计中发挥着重要的作用,在人们的生活当中许多的物品设计灵感以及设计的原理都来自于仿生学的研究结果。仿生学的研究是将人们的工业生产与大自然的艺术相结合,体现了人们对大自然的热爱之情。本文就仿生学的研究分类进行分析,探究仿生学在工业设计中的具体运用。

关键词:仿生学;工业设计;大自然

实际上仿生学的涉及范围十分的广泛,如生物、物力、机械、美学等方面。仿生学是指相关的研究人员根据大自然中的植物与动物的行为、外貌形状、生理机能等特点,进行相关联的创造设计。许多仿生学中的研究假设都可以通过工业技术来实现,并且工业设计中加入仿生学的研究之后,许多工业产品的功能更加的实用,给人们的生活带来极大的便利。

1仿生学在工业设计中的研究方法

在实际的仿生学进行研究当中,一般采用建立模型的方法进行研究,在建立模型时,主要分为“创造生物模型”和“技术模型”两种。创造生物模型主要是根据生物的生理结构形态以及生物的功能出发,进行工业产品的设计,属于一种简单直接的研究方法。技术模型则是一种较为抽象的研究,其主要从生物的结构形态着手研究,根据的生物的结构进行分析,研究出相应的科学数据,再根据其科学数据进行工业产品的研究。简单来讲,根据创造生物模型研究出的工业产品具有基本生物的外观特点,但根据技术模型研究出的工业产品,却不一定具备生物的外观形态,而是更加的重视生物的内在功能特点,从抽象的生物原理中找寻适合技术模型本身发展的技术[1]。

2仿生学与工业设计具体的结合方式

2.1形态仿生

在大自然中不同的物种之间具有不一样形态,其形态之间具有自身独特的特点,在仿生学中人们对不同的物种进行研究,分析他们的形态特点以及其自身形态带给物种的优势。形态仿生中具体分为具象仿生与抽象仿生,具象仿生即是根据生物本来的形态进行设计,例如:科学家科拉尼通过观察鲨鱼的形态,研究出“HM1超高速悬浮列车”,解决以往磁悬浮列车因为超高速行驶而产生的阻力问题,使磁悬浮列车的研究前行了一大步。科拉尼将鲨鱼的形态结合到磁悬浮列车的研究中,不仅使磁悬浮列车的运行更加高速、安全,还使磁悬浮列车具有鲨鱼优美的外观形态[2]。对仿生学中抽象的形态的研究,一般用于人们平常生活中使用的物品,其设计时将生物的形态与人们的主观意识相结合,让使用者在使用时不仅能够感受到生物形态的特点,也能感受到设计者的思维理念。例如:设计师柳宗理的“蝴蝶凳”,此设计中充分的展示了抽象设计的理念,其整体的形状与蝴蝶的形态相似,但是在经过设计师的设计之后使凳子仿佛“活了”过来,使本来“死板”的蝴蝶形象变成翩翩起舞的灵动蝴蝶,给人一种韵律的美感体验[3]。

2.2功能仿生

功能仿生在工业设计中运用的更加广泛,根据生物的功能特点进行设计,在某一方面功能仿生与结构仿生会产生一定的重合,例如:人们对飞机的外观进行设计时,仿照了鸟类结构的特点以及其飞行功能的特点。但实际上功能仿生不仅仅局限于此,例如雷达的发明根据蝙蝠的声波功能设计,蝙蝠在夜间飞行不会撞击到任何的事物,因为蝙蝠在飞行的过程中会发出声波,通过声波的回传进行飞行方向的判断。于是相关的科学家根据这一功能研究出雷达探测器,并将其运用在飞机上,使飞机在空中进行高速飞行时也可以有效对空中的障碍物进行闪避,保障了飞机的飞行安全。

2.3结构仿生

无论人们的科学技术如何的进步,人们在对大自然进行观察时,仍旧可以感受到大自然“鬼斧神工”的魅力。在近代随着工业的发展,人们对结构仿生的研究更加重视,经验表明根据生物结构特点设计出的工业品,不仅实用功能较好并且外观极具美感。例如:科拉尼所设计的“卵形杯具”。其设计灵感来源于母体的卵巢形状,科拉尼认为生物能够在母体中孕育如此长的时间,代表卵的结构十分的富有生命力,在之后的研究设想中,科拉尼认为卵形可以使其内部的温度均匀的散发,使其热量能够以最快的速度进热量的传递。于是便根据卵形的这一结构特点,设计出卵形杯具,而在实际的运用中也证明卵形杯具具有极好的受热性,并且卵形杯具通过科拉尼的设计具有独特的美感,给人展示出一种生命的活力。

2.4色彩仿生

色彩的仿生学在工业设计中运用的更加广泛,具体的运用方式是在产品的设计当中将生物的颜色融入其中,使产品的外观更加具有美感,使用者在使用时也能感受到大自然的魅力。

3结束语

综上所述,仿生学对工业的设计具有十分巨大的作用,仿生学与工业技术相结合,推动了科学技术的发展。因此,在未来无论科学技术如何的发展,其设计的灵感仍旧离不开大自然中的生物特点,对仿生学加大研究力度十分重要,将仿生学与工业设计相结合将会使人们的生活更加美好、便利。

参考文献:

[1]闫莉.论“仿生学原理”在工业设计中的应用研究[J].中国包装工业,2015(19):75.

[2]张崟.浅谈仿生学在工业设计中的应用[J].广东轻工职业技术学院学报,2008(1):74-76.

[3]左铁峰.仿生学在工业设计中的运用[J].装饰,2004(5):20-21

作者:覃小航 单位:襄阳汽车职业技术学院